从中国活性炭产业结构来看,煤基活性炭产量占中国活性炭产量的70%以上,近几年新建的万吨级活性炭厂主要以煤基活性炭为主。随着国内对环保重视程度的增加,陕西活性炭应用市场将不断扩大,市场容量逐渐增加,中国煤基活性炭产业将迎来一个新的发展时期。近年来国内煤基活性炭设备不断创新,促进了中国煤基活性炭产业的跨越式发展。
1 煤基活性炭生产工艺
煤基活性炭主要分为原煤直接破碎活性炭、柱状成型活性炭与压块破碎活性炭3种,陕西粉状活性炭是这3种产品生产过程中的副产品。
1.1 原煤直接破碎活性炭
原煤直接破碎活性炭生产工艺对原料煤有一定要求,采用此工艺的生产厂家集中在山西大同地区。大同特有的优质侏罗纪弱黏结烟煤( 4号、8号层煤) 灰分低、化学活性好,生产的活性炭孔隙发达,是不可多得的活性炭生产原料之一。随着煤炭资源开采程度的增加,该煤种逐渐减少,许多厂家面临无原料可生产的尴尬局面, 严重影响大同地区活性炭产业的发展。
1.2 柱状成型活性炭
柱状成型活性炭原料适应性强,可根据原料、工艺进行产品质量调节, 生产高、中、低档产品。柱状成型活性炭既可用于气相,也可用于液相。如用于气相的烟气脱硫、脱硝用活性炭采用的是大颗粒柱状活性炭(又称活性焦),具有机械强度高(耐磨、耐压)、可再生,在净化装置中床层压降小等优点,已得到广泛应用(图2) 。
为调节活性炭产品指标,也可采用配煤生产活性炭。一般来说,无烟煤生产的活性炭主要以微孔为主(孔径≤2 nm),而烟煤生产的活性炭中孔发达(2 nm≤孔径≤50 nm),因此可采用一种主原料煤(烟煤或无烟煤),适当配以另一种或多种其他煤种(添加 10%~50%无烟煤或烟煤) 来调节活性炭的产品指标。部分企业为降低生产成本,在产品指标合格的条件下也会配入部分低廉煤种来降低原料成本。
1.3 压块破碎活性炭
压块破碎活性炭生产工艺如图3所示。
与陕西原煤活性炭直接破碎活性炭相比,压块破碎活性炭采用高压成型工艺,产品机械强度高,产品附加值高,中孔发达,可作为优良吸附剂用于饮用水净化,是未来发展的主流产品。但压块破碎活性炭对原料、生产设备及生产工艺要求较高,如要求原料煤具有一定的黏结性,且活性要好,对于黏结性较差或没有黏结性的煤种,需配入黏结性较好煤种或配入少量添加剂方便成型。因此生产企业较少,产能较低。
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